[发明专利]一种热能及水的回收方法

说明书

技术领域

本发明涉及空调技术领域，特别地，涉及一种热能及水的回收方法。

背景技术

众所周知，能量、空气和水是人类生存的三个基本要素，人类的活动消耗大量的能量，大部分的能量消耗过程是和水与空气相关，且最终转化成低品位的能量并以具有较大含湿量的热气体的形式被耗散。

直接排放这种高湿的热气体导致三大问题，能源浪费，水的浪费以及由高湿引起的腐蚀问题。

典型的情形是锅炉的烟气，举例来说，燃煤锅炉烟气的排放温度一般为150℃左右且含有水蒸汽。常规的方法是将其直接排放，之所以不将其进行回收，其主要的原因是其中水蒸汽凝结的温度较低，因而不能得到有效的利用。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种热能及水的回收方法，以解决上述问题并充分利用低品位高湿的热空气的能量。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种热能及水的回收方法，环境空气经过一个以液体除湿剂与气体直接接触换热为特征的增焓过程，然后经过一个产湿升温的能量消耗过程，再经过一个热能和水的回收过程。在热能和水的回收过程中，气体中水分凝结得到冷凝水，同时冷液体得热变成热液体，最后，气体经过一个以液体除湿剂与气体直接接触换热为特征的减湿过程，液体除湿剂在气体增焓过程和气体减焓过程之间循环。

本发明的有益效果是，本发明具有节能、节水、防止腐蚀等特点，可广泛应用于许多工业过程，如锅炉燃烧过程等。

附图说明

图1为本发明基本的能量和水回收方法原理图。

图2为与图1相关的焓湿图。

图3为带有液体再生的能量与水回收方法原理图。

图4为与图3相关的焓湿图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明，本发明的目的和效果将变得更加明显。

图1中，环境空气1先经过增焓过程21，气体1得热得湿后变为2。所谓的增焓是通过气体1与液体除湿剂直接接触换热实现的，理想的情况是气体与液体除湿剂逆流换热。

气体2再经过能量消耗过程10，能量消耗过程10产湿产热，使得气体2进一步升温得湿变为3。

所谓的能量消耗过程可能涉及不同的工业过程，如化学工业的干燥过程，锅炉的燃烧过程等。事实上，当环境空气经过能量消耗过程后，其物质成分发生变化，举例来说，当空气经过燃烧过程后大部分氧气转化成二气化碳，空气已不是普通空气，因此在本发明的叙述中，统称为气体。

气体3然后进入热能和水回收过程23，其中，气体被冷却，气体中水蒸汽被冷凝获得冷凝水CW，气体3变为气体4，气体冷却和水蒸汽冷凝所释放出来的热量使得冷液体CL变为热液体HL，上述过程，热量和水得到回收。

一般来说，上述冷凝液体可以是冷水.

上述的热能和水回收过程可以通过水和气体直接接触换热来实现。理想的情况，水和气体应进行逆流换热。

如图2所示，假定在过程10中的产湿量是恒定的，即W。气体1先经过增焓过程被加湿后再进入过程10，与未经过增焓过程直接进入过程10的情形是不同，对于前者，经过过程10后气体中的含湿量为W₀+W₁+W。而对于后者，经过过程10后气体中的含湿量为W₀+W。

当气体3中气体含湿量增加时，其冷凝温度升高，因此，更多的热量和更多的冷凝水可以回收。

气体4然后进入减焓过程22，气体4被除湿冷却变为状态5，状态5的气体最后排出至大气。

过程22也是通过液体除湿剂与气体直接接触换热实现的，理想的方式是气体与液体逆流换热。

液体除湿剂在增焓过程21与减焓过程22之间循环实现其热质交换。液体除湿剂的循环通过两个泵来实现的。泵24驱动液体除湿剂从过程21到22，另一泵25则驱动液体除湿剂从过程22到21。

所谓的液体除湿剂是指其水蒸汽压比纯水低的水基溶液。

图3显示了本发明的另一种实现形式，与图1相比，在过程10与过程23之间，增加了液体除湿剂再生过程26，因此气体3被加湿冷却变为3’，液体除湿剂，由于其中水分蒸发至气体中得到浓缩。

从过程22来的液体除湿剂可部分或全部经过再生过程26，然后从26经泵27送至过程21，过程21的液体除湿剂再通过泵24送回过程22。

图3中仅仅显示了部分液体除湿剂再生的情形。

图4为图3相关的焓湿图。焓湿图4中所标示的符号与与图2相同，其意义也相同。